塔式起重机顶升加节安全控制:从方案到验收的全流程管理

内容摘要

塔吊顶升加节是安装拆卸过程中事故率最高的环节。本文详解顶升方案编制、现场管控要点和验收标准,结合典型事故分析关键风险。

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技术文章
作者
行业观察员
发布时间
2026年08月27日

塔式起重机顶升加节是随着建筑主体结构升高而增加塔吊标准节的作业过程。这一工序被公认为塔吊全生命周期中风险最高的环节——据住建部房屋市政工程生产安全事故通报,塔吊安装拆卸事故中约60%发生在顶升加节阶段,且一旦发生事故往往是机毁人亡的重大事故。

一、顶升作业原理与风险特征

以常见的自升式塔式起重机为例,顶升作业的基本流程为:将起重臂调整至引入标准节的方位并锁定回转;使用顶升液压缸将塔吊上部结构(包括回转支座、驾驶室、起重臂和平衡臂)顶起,使其与下部塔身标准节分离;通过引进梁将新的标准节引入顶升套架空间;收缩液压缸,使上部结构落在新标准节上并连接螺栓;重复上述过程直至所需高度。

顶升过程的核心风险在于:上部结构被液压缸顶起后,仅靠顶升套架上的爬爪支撑在塔身踏步上,此时塔身截面处于"断开"状态,塔吊的整体稳定性大幅降低;顶升期间严禁回转和变幅,因为任何水平力都可能导致套架失稳倾覆;风速超过规定限值时,风载荷可能使上部结构产生摆动。

典型事故模式:顶升过程中起重臂未对准引入梁方向即开始回转,导致上部结构重心偏移、套架变形;爬爪未完全落入踏步或未加保险销,液压缸回缩时上部结构坠落;顶升横梁销轴未安装到位,受力后脱出;标准节连接螺栓未按规定力矩紧固即进行下一次顶升;顶升作业与其他吊装作业交叉进行,碰撞导致失稳。

二、顶升方案编制与审批

根据《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》(JGJ 196-2010)和《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》(住建部令第37号),塔吊顶升加节属于危险性较大的分部分项工程("危大工程"),必须编制专项施工方案。当塔吊高度超过产品说明书规定的独立高度、采用附着装置时,属于超过一定规模的危大工程,方案还需组织专家论证。

专项方案应包含以下内容:工程概况和塔吊参数(型号、最大独立高度、附着间距);顶升加节的高度、次数和时间计划;顶升作业人员配置和职责分工(安装拆卸工、信号工、司机、电工均须持证);顶升步骤和操作要点;附着装置的设置方案(附着位置、附着杆长度和角度、预埋件要求);风速监测和作业限值(通常顶升时风速≤13m/s,即6级风以下);应急处置预案;验收标准和程序。

方案由安装单位技术负责人审批、施工总承包单位和监理单位审核后实施。专家论证通过的方案不得随意变更,确需调整的应重新论证。

三、现场作业管控要点

作业前检查:检查顶升液压缸、液压泵站和管路有无泄漏,压力表是否校准且工作正常;检查顶升套架结构有无变形,爬爪、踏步和保险销有无裂纹和磨损;检查引进梁和滚轮是否灵活;检查待安装标准节的连接螺栓、螺母和垫圈是否齐全,螺栓预紧力矩是否符合说明书要求(通常M36螺栓预紧力矩约1400-1800N·m,具体以说明书为准);确认风速仪安装在塔吊顶部且读数≤13m/s;检查作业区域是否已设置警戒,非作业人员是否已撤离。

顶升过程控制:严格按照说明书规定的步骤进行,每一步完成后由现场指挥确认再进入下一步。关键控制点包括:顶升前必须将起重臂回转至引入梁正前方并锁定,小车处于说明书规定的平衡位置(通常在起重臂根部或特定幅度处);顶升过程中严禁进行回转、变幅和起升操作;观察爬升架与塔身间隙是否均匀(间隙偏差≤2mm),发现偏斜立即停止调整;每顶起一个行程后,确认爬爪完全落入踏步槽内并插入安全销后方可继续;液压缸回缩时缓慢操作,确认爬爪承载正常后再完全松开。

标准节安装:新节引入后对准止口,用定位销临时固定,然后全部穿上连接螺栓。螺栓应由专人按对角顺序分两次紧固(第一次预紧至50%力矩,第二次紧固至100%力矩),使用扭矩扳手并记录力矩值。所有螺栓紧固完成并经检验员确认后,方可进入下一次顶升。

附着安装:当塔吊高度超过独立高度需加附着时,附着框应安装在塔身标准节节点处(不应安装在节间),附着杆与水平面的夹角应控制在说明书允许范围内(通常为15°-45°)。附着预埋件应在浇筑混凝土前按设计位置埋设,锚固力需经设计确认。附着装置安装后应检查各连接杆件是否处于正确受力状态,销轴是否穿好开口销。

四、典型事故复盘

案例:2020年某城市安置房项目塔吊倾覆事故。事故经过:在顶升加节作业中,安装班长为赶工期,在起重臂未回转至引入方向且未锁定回转的情况下操作顶升。顶升过程中,另一塔吊的信号工通过对讲机要求该塔吊回转避让吊载。司机违章操作回转,上部结构重心偏移,顶升套架承受偏心载荷后变形,上部结构从约70米高度倾覆坠落,造成4人死亡、2人受伤,直接经济损失约1200万元。

事故调查认定:直接原因是顶升过程中违章回转;间接原因包括专项方案未明确顶升期间禁止回转的物理隔离措施(未锁死回转制动器)、现场未设专职安全员监督、作业人员未经顶升专项培训、监理未对顶升作业实施旁站监理。安装单位法人代表、项目经理和安装班长均被追究刑事责任。

五、验收与资料归档

每次顶升加节完成后,安装单位应进行自检,填写《塔式起重机顶升加节验收记录表》,内容包括:加节后的塔吊高度、标准节编号和连接螺栓紧固记录、附着装置安装检查记录、顶升系统检查结果、安全装置确认情况。自检合格后报施工总承包单位和监理单位验收,三方签字确认后方可投入使用。

按照TSG Q7015-2016《起重机械定期检验规则》,塔吊高度增加超过原高度的20%或增加附着装置后,应当向检验机构申请变更检验,检验合格后方可继续使用。实际操作中,部分工地在顶升后未申请检验即继续使用,属于违规行为,一旦发生事故将面临严厉处罚。

所有顶升作业记录、验收表、螺栓力矩检测记录和风速记录应归入塔吊安全技术档案,保存至设备报废后5年。

六、安全管理建议

顶升加节安全的核心在于"方案到位、人员到位、监督到位"。建议:第一,选择具有相应资质和丰富经验的安装单位,不要为压低价格选择无资质队伍;第二,对所有参与顶升作业的人员进行专项安全技术交底并签字确认;第三,顶升期间项目经理或安全总监必须到场监督,监理必须旁站;第四,安装风速自动联锁装置,风速超过限值时系统自动禁止顶升操作;第五,采用智能扳手等工具记录螺栓紧固力矩,实现数据可追溯。

塔吊顶升是"高空走钢丝"式的作业,任何一个环节的疏忽都可能导致灾难性后果。规范操作、严格监督,才能确保每一次顶升都安全完成。起重圈持续关注起重作业安全管理,欢迎关注,更多危大工程管控方案请访问www.cheermore.cn。

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